1. [科技前沿]（2024贵阳南明区二模）2023年1月31日，中国第一条量子芯片生产线通过央视新闻客户端首次向公众亮相。量子计算机被看成未来技术的制高点，这足以证明我国拥有弯道超车的实力。芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（）

A.半导体材料
B.超导体材料
C.绝缘材料
D.导体材料

1. A

【分析】解题思路：首先明确芯片的核心是集成电路，制造集成电路的关键材料是硅，硅属于半导体材料；接着回忆各类材料的特性和用途，逐一分析选项，排除错误选项，确定正确答案。
【解析】A选项：半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间，硅是最常见的半导体材料，是制造芯片（集成电路）的主要原料，该选项正确；B选项：超导体材料在特定温度下电阻为零，主要应用于超导磁悬浮、超导输电等领域，不用于制造芯片，错误；C选项：绝缘材料的导电性极差，无法形成集成电路的电路结构，不能制造芯片，错误；D选项：导体材料导电性过强，无法满足芯片中电路的精细控制需求，不适合制造芯片，错误。因此答案选A。
【答案】A
【知识点】半导体材料的应用；常见材料的特性
【点评】本题考查半导体材料在电子领域的应用，属于初中物理基础知识点，难度较低，主要考查学生对常见材料用途的识记能力。
【难度系数】0.8

2. [跨学科实践]（2025宜宾）超导材料，又称为超导体，是指在一定温度下电阻降为零的导体，具有零电阻和抗磁性两个基本性质。当电流流经超导体时，不发生热损耗，还可以形成强磁场，因此人们对超导体的研究从未停歇。1911年，荷兰科学家卡末林·昂内斯用液氮冷却汞，当温度下降到4 K时，汞的电阻完全消失，属于低温超导现象。为了使超导材料具有实用性，人们开始了探寻高温超导体的历程，高温超导体是指温度为77 K以上的超导材料。我国科学家赵忠贤等曾在钇－钡－铜－氧系材料上把临界超导温度提高到90 K。2018年，物理学家发现，氢化镧在大约170万个标准大气压、温度约－23 ℃下会转变为超导体。目前，已有科学家投入到15 ℃室温环境下的常温超导的研究。未来，超导材料可能将主要用于远距离输电、磁悬浮等科技领域。[注：热力学温标（符号为T，单位为K）与摄氏温标的换算关系是 $ T = t + 273.15 \, \mathrm{K} $]
根据以上材料判断温度约为－23 ℃的超导体（选填“属于”或“不属于”）高温超导体，解释超导体用于远距离输电的好处：

。

2. 属于 超导体不会由于发热而损失电能，可提高输电效率

【分析】
要解决本题，首先需明确高温超导体的判定标准（热力学温度77K以上），因此需将摄氏温度转换为热力学温度进行比较；其次，超导体用于远距离输电的好处需结合其零电阻特性，利用焦耳定律分析电能损耗情况。
【解析】
1. 温度判断：根据热力学温标与摄氏温标的换算关系$T = t + 273.15\,\mathrm{K}$，将$t=-23°\mathrm{C}$代入得：$T=-23 + 273.15=250.15\,\mathrm{K}$，因高温超导体的临界温度为77K以上，$250.15\,\mathrm{K}＞77\,\mathrm{K}$，故该超导体属于高温超导体。
2. 输电好处：超导体具有零电阻的特性，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，远距离输电时电流$I$和时间$t$一定，若电阻$R=0$，则输电过程中不会因电流的热效应产生电能损耗，可提高输电效率。
【答案】
属于 超导体不会由于发热而损失电能，可提高输电效率
【知识点】
温度单位换算、超导体的特性
【点评】
本题为跨学科实践题，结合材料考查温度换算和超导体的实际应用，需准确掌握温度换算公式和超导体零电阻的性质，难度适中，联系实际生活，注重知识应用。
【难度系数】
0.7

3. [跨学科实践]为减少碳排放，我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制，工作原理如图16-M-1所示。利用旋钮变阻器实现对转速的控制，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用（选填“导体”或“绝缘体”）。
(2)驾驶员踩下“油门”，电路中变阻器阻值减小，电流变大而加快电动机的转速，用笔画线代替导线将旋钮变阻器接入电路M、N处。
(3)车速仪可由电路中的电压表或电流表改装。要求：驾驶员踩下“油门”，车速仪示数变大。则如图16-M-2所示电路图符合要求的是。


图16-M-2

3. (1)导体
(2)如图所示
(3)甲

【分析】
本题围绕电动汽车油门控制的滑动变阻器应用设置问题：第(1)问需根据旋钮滑片的功能判断材料类型；第(2)问要结合“踩油门阻值减小”的要求，确定变阻器接入电路的接线柱；第(3)问需根据电流变化判断符合要求的车速仪电路图。
【解析】
(1) 旋钮滑片需与变阻器电阻丝接触并导电，才能改变接入电路的电阻，因此其材料必须是导体，保证电流通过滑片传导。
(2) 要实现踩下“油门”时变阻器阻值减小，需让接入电路的电阻丝长度随旋钮滑片向F转动而缩短，故将M接E、N接O，此时接入电路的是E到O段的电阻丝，滑片向F移动时，该段电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流增大。
(3) 驾驶员踩下“油门”时电路电流变大，车速仪示数需变大：电流表串联在电路中，电流越大示数越大，符合要求；若电压表并联在变阻器两端，变阻器电阻减小，分压减小，电压表示数变小，不符合，因此符合要求的是甲。
【答案】
(1)导体；(2) 将M与E连接，N与O连接；(3)甲
【知识点】
滑动变阻器的使用、导体的概念、欧姆定律的应用
【点评】
本题为跨学科实践题，结合电动汽车油门控制的实际场景，考查滑动变阻器的应用，联系生活实际，注重知识的运用，难度适中。
【难度系数】
0.6

4. [科技前沿]阅读短文，回答问题。
新型发热材料——PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。
PTC有一个根据需要设定的温度。低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小；高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
(1)家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，图16-M-3为其电阻随温度变化的图像，可知该PTC材料的居里点温度为℃。
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165 ℃左右，若它的温度高于165 ℃，电阻，此时单位时间内发热能力变小，使其温度（以上均填变化情况）；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。

4. (1)100 (2)增大 降低

【分析】
首先明确“居里点温度”的定义：PTC材料的居里点温度是指低于该温度时，电阻随温度升高而减小；高于该温度时，电阻随温度升高而增大的临界温度。结合图像，电阻随温度变化的曲线在100℃时，变化规律发生转折，即低于100℃时温度升高电阻减小，高于100℃时温度升高电阻增大，因此可确定居里点温度。对于第二问，工作温度165℃高于居里点，根据定义判断电阻变化，再结合发热功率与电阻的关系分析温度变化。
【解析】
(1) 根据题目中“居里点温度”的定义，结合图像：温度低于100℃时，电阻随温度升高而减小；温度高于100℃时，电阻随温度升高而增大，因此该PTC材料的居里点温度为100℃。
(2) 工作温度165℃高于居里点温度100℃，根据定义，此时PTC材料的电阻随温度升高而增大；在电源电压不变时，发热功率$P=\frac{U^2}{R}$，电阻增大则发热功率减小，单位时间内发热能力变小，因此温度会降低，实现自动调节。
【答案】
(1)100；(2)增大；降低
【知识点】
半导体电阻特性、电阻随温度变化、电功率应用
【点评】
本题结合生活中的PTC电热器，考查对电阻随温度变化规律的理解，需准确把握“居里点温度”的定义，结合图像和电功率知识分析问题，体现了物理知识的实际应用，难度适中。
【难度系数】
0.3